1942.
Sadie Gault tem dezoito anos e vive com os pais no gueto de Cracóvia. No dia em que os nazis destroem o gueto, Sadie, o seu pai e a sua mãe grávida veem-se obrigados a refugiar-se nos perigosos túneis do esgoto. Um dia, ao espreitar por uma grelha, Sadie vê uma rapariga da sua idade a comprar flores.
Ella Stepanek é uma polaca cuja vida relativamente acomodada se deve ao facto de a sua madrasta ser colaboradora dos alemães. Enquanto anda às compras num mercado, apercebe-se de um movimento debaixo da grelha do esgoto e descobre que se trata de uma rapariga escondida.
Ella começa a ajudar Sadie e ambas se tornam amigas, mas à medida que os perigos da guerra se agravam cada vez mais, as suas vidas estão destinadas a colidir e a pô-las à prova face a um destino avassalador. A Mulher da Estrela Azul é um testemunho sobre o poder da amizade e a extraordinária força da vontade humana de sobreviver.